Структурная диаграмма состояния третьего типа

Диаграмму состояния, когда оба компонента сплавов неограниченно растворяются друг в друге в жидком состоянии, а в твердом обладают неограниченной растворимостью, называют диаграммой состояния третьего типа. В этом случае возможны два вида диаграмм с эвтектикой и перетектикой.

Диаграмма состояния сплавов с эвтектикой

На рис.30 Приведена диаграмма состояния сплавов, кристаллизующихся по этому типу. Число фаз в данной системе три: жидкий раствор и твердые растворы α и β.

Выше линии ликвидуса АЕС сплавы находятся в жидком состоянии, а ниже линии солидуса ADEFC– в твердом состоянии. Компонент В, ограниченно растрворясь в компоненте А, образует твердый раствор α. Его предел растворимости соответствует точкеG. Точно так же и компонент А ограниченно растворяется в компоненте В и образует твердый раствор β, предел растворимости которого соответствует точкеH. В областях между точкамиGиHсплавы при затвердевании образуют механическую (эвтектическую) смесь двух твердых растворов – α и β.

Область Iдиаграммы представляет собой жидкий раствор; областьII– жидкий раствор и кристаллы твердого раствора α; областьIIIжидкий раствор и кристаллы твердого раствора β; областьIV– кристаллы твердого раствора α; областьV– эвтектика и кристаллы твердого раствора α; областьVI– эвтектика и кристаллы твердого раствора β и областьVII– кристаллы твердого раствора β. Из этой диаграммы следует, что в областяхIVиVIIкристаллизация сплавов протекает в соответствии с диаграммой второго типа, а в областяхVиVI– в соответствии с диаграммой состояния первого типа.

Диаграмма состояния сплавов с перитектикой.

Из рассмотрения диаграммы состояния этих сплавов видно, что перетектическое превращение, так же как и эвтектическое, протекает при постоянной температуре, называемой перетектической. Особенность кристаллизации сплавов этого типа состоит в том, что температура кристаллизации при увеличении компонента Bнепрерывно повышается. Выпадающие вначале из жидкого раствора кристаллы твердого раствора β, реагируя с расплавом по линииCFE(перетектическая линия), образуют новый твердый раствор α.

При малом содержании компонента B(участокCF) весь раствор β прореагирует с жидкостью и образует раствор α. При большем содержанииB(участокFE) только часть раствора β израсходуется на образование кристаллов α и после затвердевания сплавы будут иметь структуру механической смеси α+β , называемую перетектикой.

Диаграмму состояния с перетектикой имеют многие сплавы (Cu–Zn,Cu–Sn,Fe–Cи др.) На рис.32 Приведена микроструктура сплаваCu–Znпосле перетектического превращения: светлые кристаллы α – твердого раствора окружают первичные темные кристаллы β– твердого раствора.

Выше рассмотрены диаграммы состояния с ограниченной растворимостью, повышающейся или понижающейся с изменением температуры. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью, уменьшающейся с понижением температуры Al-Cu, увеличивающейся с понижением температурыCu–Zn.

Структурная диаграмма четвертого типа

Диаграмма состояния сплавов, когда оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, а в твердом образуют химическое соединение, приведена на рис.33.

Вертикальная линия CDна диаграмме соответствует химическому соединениюA_mB_n, образуемому компонентамиАиВ, а точкаС– его температуре плавления. Эта точка называется сингулярной. На диаграмме имеется две эвтектические точки –Е₁иЕ₂. Эвтектический сплав, соответствующий точкеЕ₁, представляет механическую смесь кристалловАи химического соединенияA_mB_n,, а эвтектический сплавЕ₂– механическую есь кристалловВи химического соединенияA_mB_n,. Кристаллизация сплавов по этой диаграмме происходит так же, как и кристаллизация сплавов первого типа, только в данном случае механическая не компонентов А и В, а химического соединенияA_mB_n, и кристаллов компонента А и В. Возможны и другие случаи, например, когда диаграмма состояния четвертого типа представляет собой двойную диаграмму состояния второго типа или одна часть диаграмм представляет собой диаграмму состояния первого типа, а вторая ее часть – диаграмму состояния второго типа и т.д.